生物大量繁殖,其中的水生植物既是鲢鱼的主要食物,又可以在水中进行光合作用,提供氧气,供鱼类呼吸。而浮游动物则是鳙鱼等的食品。鱼类的粪便以及它们吃剩下的各类有机物,则由底栖的鲤鱼、鲫鱼来食用;底栖鱼类的排泄物和其它动物的残骸,又被微生物分解为含氮、磷、钾的简单物质,混入塘泥,这种塘泥,肥力高,肥效好,又具有抗旱和防止杂草滋生的作用,是施用桑基的好肥料,从而进入新的循环,这样形成了一个水陆相互作用物质循环使用的人工生态系统,达到很高的资源利用效率。与此同时,我们还要寻找和发展高蛋白的植物,如豆种植物(一斤大豆相当千四斤猪肉的蛋白质含量)。这样,就既发挥了农业生态系统的综合功能,又满足了人类对食物的需要,同时减少了化肥的污染,按照生态规律,调整农业经济结构,是建设生态农业的基础.再如根据本地区的特点,可以采用稻田养萍的方法来提高生态农业的经济效益.它能固定空气中的氮,合成各种性质的蛋白质体,它耐低温、抗盐碱、繁殖快、产量高,所以是优良的饲料和绿肥。 (3)农业种植污染源治理
加强农业非点源污染的研究和控制已成为保护水环境的一项紧迫任务。由于农业非点源污染具有形成过程随机性大、影响因素复杂、分布范围广、形成机理复杂、危害大等特点,因而研究和控制难度大,因而在研究和防治方面早就受到高度重视。
1)耕作措施
不同的农田耕作方式对土壤养分和农药流失产生重要影响。在传统耕作农田中泥沙和养分流失明显高于免耕农田,由于翻耕,农田土壤中矿化作用强烈,硝酸盐的淋失明显大于免耕农田。保护性耕作(如少、免耕)可以改善土壤的入渗性能、土壤物理结构和土壤生产潜力,减少农田土壤及养分流失。特别是在平原高沙土区,频繁耕翻会加速有机质的消耗,极易造成水土流失和养分耗竭。因此在高沙土地区宜采取以少免耕为主体与传统耕作相配套的轮耕制。
2)土壤培肥措施
为了提高生产力,现今的农户已基本弃用天然肥料而改用化肥,大量施用化肥加上耕作频繁,土壤的结构狠容易被破坏,加剧水土流失和淋溶的发生,肥料和养分随水土流入河道和地下水中,形成非点源污染。因此农田土壤有效的培肥措施可增加农田有机肥源,不仅可培肥地力,提高化肥利用率和作物产量,而且可以改善土壤结构和理化性状,增加土壤
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保肥保水性能,增强土壤的抗冲抗蚀能力,进而减弱地表径流的流量和流速,提高水体环境质量。其主要技术途径有:采用沤、堆、牲畜过腹等多种形式的秸杆还田技术;畜禽废弃物集中处理还田技术;吸喷河泥还田技术,结合疏浚河道,开发利用丰富的河泥资源,弥补农田土肥流失所造成的损失。平原高沙土区从实践中总结出一套利用河道疏浚弃土填塞低塘坑洼,改造中低产田的技术措施,推广应用获得较大的社会经济效益。
3)灌溉措施
平原农区农业用水利用率约为10%,而发达国家如日本为30%。由于地表径流中养分和农药流失很大程度上取决于径流强度和径流量,农田使用合理的灌溉措施,可以减少流入水体的养分和农药。稻田实行浅湿干灌溉,稻田施肥耕翻后,放水泡田,要避免大水猛灌,控制水量,耕耙后待土壤沉实再栽插秧苗,水稻生长期间根据不同生育期需要,保持田间干干湿湿,生长期间,除暴雨漫溢外,农田不排水。这些田间灌溉措施可以减少农田中氮磷的外排污染量。
4)化肥控制技术
a)控制化肥的用量和用法
化肥施用形成的非点源污染的原因之一在于化肥的利用率不高,设法控制化肥使用量和提高其利用率是减少养分流失,降低非点源污染负荷最有效的途经。当化肥使用量达到最佳使用量时,农作物对化肥的吸收达到最高,其产量也最高;当使用超过作物吸收能力时,将导致过量养分在土壤中富集、流失,形成非点源污染。按照限氮公式和试验结果,平原高沙土地区氮肥的平均适宜用量(纯氮计)早稻为105kg/hm2,单季稻为120kg/hm2,与当前施肥水平相比较,每季水稻可以节约氮肥75-90kg/hm2。同时也相应减少氮素的流失,降低了农业非点源氮素污染负荷量。研究发现土壤中氮素的利用率与使用的深度和方式具有密切关系
[5]
。液态施肥迅速为植物生长提供有效养分,但容易淋失,且持续时间短,在作物生长后期
会导致养分匮乏,严格禁止在暴雨前施肥。
b)调整肥料施用结构,解决好三个适宜比例
通过合理的N:P:K比例、有机肥与无机肥配合施用比例、挥发性氮肥与非挥发性氮肥的比例。为使这三个比例趋于合理化可采取的技术措施有:因此因土因作物施肥,特别是氮肥的适宜用量,应适当减少氮肥用量,以提高肥料利用率;优化氮磷钾肥和有机肥之间的比例,适当增加钾肥和有机肥的比重;实行氮肥深施特别是氨水和碳酸氢铵,防止其挥发损失;选用化肥新品种,如合适的复合肥和长效肥。根据平原农区的经验,在有机肥保证的情况下,
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每hm2耕地减少75-150kg氮肥是可行的,其减少量占总使用量的17.22%-34.33%。
c)使用抑制剂抑制硝化作用
我国水稻对氮肥的利用率平均只有33-38%,主要是施入稻田的氮肥大量损失的结果。目前使用较多的硝化抑制剂是氮肥增效剂,如在德国施用尿素和铵态氮时要加入一定量的石灰氮(CaCN2)以控制硝化作用的进行。因为石灰氮转化为碳酸铵需要一定时间,在此过程中产生的双氰胺对硝化细菌有特殊的抑制作用。
d)合理施用磷肥
磷肥很容易被土壤所固定,淋溶损失很少。但当土壤受到侵蚀时,表土中相当数量的磷将被带进水体。因此,能防治土壤侵蚀的所有技术和管理措施都将减少磷素的损失。在水旱轮作中磷肥在旱作上流失量小,旱作因施磷肥增加的磷排出量只占当年施磷的0.03-0.17%。若磷肥施在稻田,则流失量增至1.31-1.91%。旱作施用磷肥后被土壤固定的磷和形成磷酸铁盐的磷素,在稻田淹水后土壤处于还原条件下,磷的溶解度有所增加,有效磷可比旱田提高2-3倍。而田面水中含量不增加,可减少磷的损失。
(4)其它面源污染的控制与生态调节技术 1)建立植被缓冲带
利用不同植被对土壤养分吸收能力的互补性和对农业非点源污染的截留、过滤能力,在农田与水体之间建立合理的林带或草地过滤带将农田与水体隔开,可以有效地减少农田地表和地下径流带来的非点源污染物。在平原地区建立植被缓冲带最常见的模式是农田防护林带,合理的林带不仅可以固岸护坡滞缓地表径流,固持土壤颗粒,同时可大量吸收地表和地下径流中氮、磷等营养元素,减少农田生态系统养分流失及由此而产生的水质污染。国外研究发现,氮在岸边植被带的截留率为89%,而农田作物的截留率仅为8%,磷的截留率分别为80%和41%,可见乔木植被带截留和调节控制氮、磷的能力比农作物强得多。因此,在农田防护林带规划和设计中,在考虑其防风固沙、改善气候、防御自然灾害等宏观生态功能的同时,还要结合当地农业非点源污染的特点和规律,在树种选择、林带宽度、范围以及林带模式设计中,应尽量选择多吸收、过滤、截留农业非点源污染的树种和模式,达到生态调节功能、污染防治功能、景观功能与经济效益的和谐统一。
2)湿地生态工程
在农田生态系统增加一些湿地面积,可以有效地消减农业非点源的污染负荷。广大农村
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地区存在的多水塘景观(在农村和农田中人工修建许多面积不大的水塘)在截留农田中氮、磷及农药方面具有重要作用。有150个人工水塘的巢湖水流域,水塘面积不到5%,但可以截留该区域径流中90%的养分。自然湿地系统还能丰富生境与景观的多样性,在维持农田系统的生物多样性和稳定性具有重要作用。也可利用废洼地、坑塘建立人工湿地系统,特别适用于村镇生活污水、畜禽废弃物以及农田非点源污染物的净化,既节约土地,又节约成本。
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的类似沼泽的系统,在一定长宽比、一定坡度的地块中,由土壤和填料组成填料床,使污水在床体的填料缝中或在床体表面流动,床体表面可种植芦苇或凤眼莲等植物,形成一个独特的动植物生态系统,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物作用来实现污水的净化,如在表面种植芦苇则称芦苇人工湿地处理系统。
总的来说,湿地作为陆地释放某些物质的过滤器的功能已备受关注,利用湿地处理污水和污泥已取得一定成果[6]。湿地生态工程投资少,运行费用低,易于维护管理,运行比较稳定,处理效果好,不仅能吸纳大量有机物,还能除去农业非点源污染带来的氮、磷等植物营养类污染物质。
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景观水系规划
8.1现状概述
(1)、城市地域特色分析
荆州市城市地域特色可以用四个字来概括: “江”--长江天堑,堤外悬河;
“城”--纪南城,郢城,荆州古城,沙市中心城区; “湖”--城北长湖、海子湖、庙湖及城中大小湖泊; “田”--东西近郊农田。
荆州因濒临长江“近地而无高山,所有皆陵阜”而又名“江陵”。荆州地处江汉平原西隅,地势自西北向东南倾斜,最高点在城北八岭山主峰换帽冢子。 (2)、城市水系特色分析
水是荆州的主要特色,荆州滨临长江,且城区内河湖交错,湖泊众多,荆州市城市水系包括中心城市外河水系和城区內河水系两部分,城市外河水系包括长江、长湖、南北渠等水系,由长江、沮漳河、引江济汉渠、太湖港、海子湖、长湖、南北渠等水系构成城市外围生态保护圈。城内水网密布,主要有太湖港、荆襄河、沮漳河、江津湖、西干渠、豉湖渠等。
“荆州佳景不需山,自有碧江无限好”。诗人笔下碧江无限的歌颂正是基于对万里长江奔腾出三峡之后一番平野无边景象的眷恋。
荆州横跨长江中游的两岸,长江流经荆州地域内的一段被称为荆江。荆江是横亘在中国南北间的天然堑沟,也是连接东西部的水上交通,荆州之所以几千年来一直是我国南方最重要的政治、经济、文化中心,并以长江中游第一城成为天下名州,所依赖的便是以地临江。作为长江水道城市,在以水陆为主要交通方式的时代,其“北据汉沔,利尽南海,东联吴会,西通巴蜀”,故而为楚都时“号为朝衣鲜而暮衣敝”,诸子百家出入其里,文人骚客荟萃于内,汉代时会成为全国十大商业城市之一,南朝荆
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